JP5607285B2 - Bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ホーニング盤、超仕上盤、ラップ盤等で代表される、高速で摺動、回転する工作機械の主軸支持部等に組み込まれる工作機械主軸に用いられる軸受装置に関する。 The present invention is incorporated in a spindle support portion of a machine tool that slides and rotates at a high speed such as a lathe, drilling machine, boring machine, milling machine, grinding machine, honing machine, super finishing machine, and lapping machine. The present invention relates to a bearing device used for a machine tool spindle.
上記に挙げたような工作機械のスピンドルには、主軸支持用に通常転がり軸受が組み込まれており、一般にアンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受等が組み合わされて使用されている。ここで、工作機械の加工精度や生産性は、主軸の回転速度に依存するところが大きく、生産性を高めるためには主軸の回転速度の高速化を図らなければならない。しかし、転がり軸受を高速回転下で使用すると、軸受の発熱が顕著に増大したり、遠心力により転動体と内外輪との間の接触面圧が増大したりするため、スピンドルの使用条件は著しく悪化し、結果として、摩耗や焼付き等に代表される軸受損傷の可能性が高まる。また、高速回転により発熱も大きくなることから、工作機械の熱変形が起こる可能性もあり、加工精度ヘの影響もある。 A spindle of a machine tool such as that described above usually incorporates a rolling bearing for supporting the spindle, and is generally used in combination with an angular ball bearing or a cylindrical roller bearing. Here, the machining accuracy and productivity of the machine tool largely depend on the rotation speed of the spindle, and in order to increase the productivity, it is necessary to increase the rotation speed of the spindle. However, when rolling bearings are used under high-speed rotation, the heat generation of the bearings increases remarkably, and the contact surface pressure between the rolling elements and the inner and outer rings increases due to centrifugal force. As a result, the possibility of bearing damage represented by wear and seizure increases. In addition, since heat generation increases due to high-speed rotation, there is a possibility that the machine tool is thermally deformed, which also affects the processing accuracy.
このような致命的な不具合を軸受に発生させないため、また工作機械全体の熱変形による加工精度の低下をさけるためにも、高速回転下においては適切な潤滑方式を選択して主軸支持用転がり軸受における発熱を極力抑えなければならない。これに対し、高速回転する工作機械の主軸支持用転がり軸受の潤滑には、潤滑油供給に伴う冷却効果が得られることから、オイルエア潤滑法、ノズルジェット潤滑法、アンダーレース潤滑法が採用されている(特許文献1参照)。
しかるに、特許文献1に見られるように、潤滑油量に着目している従来技術はあるものの、実際の軸受の温度に着目し、適宜適量の潤滑油を供給することを目的としているものはない。上述したような従来技術では、運転中の軸受の温度を直接測定して潤滑油を適宜適量の供給することは難しい。 However, as seen in Patent Document 1, although there is a conventional technique that focuses on the amount of lubricating oil, there is no one that aims at supplying an appropriate amount of lubricating oil by focusing on the actual bearing temperature. . In the conventional technology as described above, it is difficult to directly measure the temperature of a bearing during operation and supply an appropriate amount of lubricating oil.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、必要な量の潤滑油を供給することにより信頼性を向上させた軸受装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a bearing device having improved reliability by supplying a necessary amount of lubricating oil.
本発明の軸受装置は、外輪と、内輪と、両輪間に配置された転動体とを有する転がり軸受と、前記転がり軸受の内部の温度を測定する温度センサと、潤滑ユニットとを有し、工作機械用主軸を保持するために用いられる軸受装置において、
前記転がり軸受の外輪外径面に、前記工作機械主軸の内側ハウジングの内周面が緊密嵌合して固定されており、前記内側ハウジングには冷却溝が形成され、前記冷却溝内を冷却油が循環しており、前記温度センサは前記外輪の軌道面以外の内径面に接着剤で取り付けられており、
前記潤滑ユニットは、前記温度センサが検出した温度に応じた量の潤滑油を前記転がり軸受に供給するようになっており、
前記温度センサは、絶縁膜付きのシリコン基板と、その上に形成された白金薄膜の抵抗パターンのみからなり、基板の表面に塗布したレジストに、マスクを用いて、線幅が狭い一本の線からなるジグザグ形状の微細パターンを露光現像し、更にスパッタリングにより白金被膜を微細パターン上に付着させた後に、残留レジストを除去することで形成されており、前記微細パターンは、一方向の長さの合計長が、前記一方向に直交する他方向の長さの合計長より長いことを特徴とする。
Bearing device of the present invention, it possesses an outer ring, an inner ring, a rolling bearing and a rolling element disposed between the two wheels, a temperature sensor for measuring the temperature of the interior of the rolling bearing, and a lubrication unit, work In a bearing device used to hold a main spindle for a machine ,
The inner peripheral surface of the inner housing of the machine tool main shaft is closely fitted and fixed to the outer ring outer diameter surface of the rolling bearing, a cooling groove is formed in the inner housing, and cooling oil is formed in the cooling groove. Is circulating, and the temperature sensor is attached to the inner diameter surface other than the raceway surface of the outer ring with an adhesive,
The lubrication unit is adapted to supply an amount of lubricating oil corresponding to the temperature detected by the temperature sensor to the rolling bearing,
The temperature sensor consists only of a silicon substrate with an insulating film and a resistance pattern of a platinum thin film formed thereon, and a resist is applied to the surface of the substrate using a mask and a single line having a narrow line width. It is formed by exposing and developing a zigzag fine pattern comprising, and further depositing a platinum film on the fine pattern by sputtering and then removing the residual resist. The fine pattern has a length in one direction. The total length is longer than the total length in the other direction orthogonal to the one direction .
本発明によれば、前記潤滑ユニットは、前記温度センサが検出した温度に応じた量の潤滑油を前記転がり軸受に供給するので、前記転がり軸受の内部の温度を直接且つ精度良く測定することにより、転がり軸受に適宜適量の潤滑油を供給し、これにより高速回転条件下においても十分に長寿命を確保できる軸受装置を提供することができる。 According to the present invention, since the lubrication unit supplies the rolling bearing with an amount of lubricating oil corresponding to the temperature detected by the temperature sensor, by directly and accurately measuring the temperature inside the rolling bearing. An appropriate amount of lubricating oil is appropriately supplied to the rolling bearing, thereby providing a bearing device that can ensure a sufficiently long life even under high-speed rotation conditions.
前記温度センサは、基板の表面に塗布したレジストに、マスクを用いて微細パターンを露光現像し、更にスパッタリングにより金属被膜を微細パターン上に付着させた後に、残留レジストを除去することで形成されている。このような温度センサであると、極めて薄く製作できるため大きな取り付けスペースを必要としないので、前記軸受装置の内部において、前記外輪の軌道面以外の内径面に接着剤で取り付けることができ、本来測定したい部位の温度を精度良く測定することができる。 The temperature sensor, the resist applied to the surface of the substrate, exposed and developed a fine pattern using a mask, the After further depositing a metal coating onto the fine pattern by sputtering, and is formed by removing the remaining resist Yes . Since such a temperature sensor can be manufactured extremely thin and does not require a large mounting space, it can be attached to the inner diameter surface of the outer ring other than the raceway surface with an adhesive inside the bearing device. It is possible to accurately measure the temperature of the desired site.
前記軸受装置は、工作機械用主軸に用いられる。 The bearing device is used for a spindle for a machine tool.
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に用いる転がり軸受の軸線方向断面図である。転がり軸受(アンギュラ玉軸受)16は外輪16aと、内輪16bと、両輪16a,16b間に配置された転動体としての玉16cと、玉16cを周方向に等間隔に保持する保持器16dとを有する。外輪16aは、その内周において、軌道面16eを有する。内輪16bは、その外周において、軌道面16fを有する。玉16cは、窒化珪素や炭化珪素等のセラミック製とすることもできる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view of a rolling bearing used in the present embodiment. The rolling bearing (angular ball bearing) 16 includes an
外輪16aの軌道面16e以外の内周面に、温度センサTSが接着剤で取り付けられている。温度センサTSからの配線は、外輪16aの内周面から端面を介して外部に引き出されるようになっている。なお図1において、温度センサTSの厚さは誇張して示されている。
A temperature sensor TS is attached to the inner peripheral surface other than the
図2は、温度センサTSを拡大して示す斜視図である。図2において、温度センサTSは、基板TSaと、基板TSa上に形成された微細な抵抗パターンTSbとを有する。抵抗パターンTSbは、線幅が狭い白金製の一本の線からなっており、温度に応じて基板TSaに膨張又は収縮が生じることに応じて全長が変わり抵抗値が変化するため、抵抗パターンTSbに電流を流すことで温度を測定することができる。 FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the temperature sensor TS. In FIG. 2, the temperature sensor TS has a substrate TSa and a fine resistance pattern TSb formed on the substrate TSa. The resistance pattern TSb is composed of a single platinum line having a narrow line width. The resistance pattern TSb changes in overall length and changes in resistance value when the substrate TSa expands or contracts according to temperature. The temperature can be measured by passing a current through.
温度センサTSの製造方法について説明する。絶縁膜として酸化膜付きのシリコーン基板(厚さ:200μm)表面上に、厚さ約2μmのフォトレジスト(東京応化(株)製OFPR800LB)をスピンコートにより塗布し、90℃で8分間プレべーク処理を行った。その後、抵抗パターンTSbに対応するマスクを用いて露光(ユニオン光学(株)製 EMA−400)し、現像液(東京応化(株)製 MND3)を用いて現像した。これを、最後に超純水で60秒間リンスした。 A method for manufacturing the temperature sensor TS will be described. On the surface of a silicon substrate with an oxide film (thickness: 200 μm) as an insulating film, a photoresist (OFPR800LB manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) with a thickness of about 2 μm is applied by spin coating and pre-coated at 90 ° C. for 8 minutes. Processed. Thereafter, exposure was performed using a mask corresponding to the resistance pattern TSb (EMA-400 manufactured by Union Optical Co., Ltd.), and development was performed using a developer (MND3 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.). This was finally rinsed with ultrapure water for 60 seconds.
その後、フォトレジスト上に、スパッタリング法にて厚さ約250nmの白金の被膜を付着させ、アセトンによりリフトオフ法を用いて、基板上の残留フォトレジストを除去した。その後、ダイシング装置にて所定のチップサイズに切断した後、チップ上の白金抵抗パターンTSbに配線を行った。温度センサTSの作成に、上述した半導体微細加工技術を用いることで、量産性、小型化、及び小型化に伴うセンサの反応性に優れる。 Thereafter, a platinum film having a thickness of about 250 nm was deposited on the photoresist by a sputtering method, and residual photoresist on the substrate was removed using a lift-off method with acetone. Then, after cutting | disconnecting to the predetermined chip size with the dicing apparatus, wiring was performed to platinum resistance pattern TSb on a chip | tip. By using the semiconductor microfabrication technique described above for the production of the temperature sensor TS, it is excellent in mass productivity, miniaturization, and sensor responsiveness associated with miniaturization.
図3は、図1に示す転がり軸受を組み込んだ工作機械用主軸装置の断面図である。主軸装置100は、外側ハウジングに冷却油を流すジャケット構造を採用した工作機械用の主軸装置であって、曲げに対して柔軟性のあるφ1〜φ3.2mm(ここでは一例として外径φ1.6mm、内径φ1.0mm)のステンレス製の耐圧チューブ10を主軸装置100内に取り回し、耐圧チューブ10をノズルこま12に接続する構造としている。このステンレス製の耐圧チューブ10は光輝焼鈍処理を施しており、柔軟であるため、手で容易に曲げることができ、また、圧力による配管膨張が少なく、微量の潤滑油供給に適した配管である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the spindle device for machine tools incorporating the rolling bearing shown in FIG. The
主軸装置100は、スピンドル軸14と、このスピンドル軸を回転自在に支承する複数個(図示例では4個)の転がり軸受16と、転がり軸受16の外側を覆う内側ハウジング18と、主軸装置100の外側を覆う外側ハウジング20とを備え、潤滑油の供給源である潤滑ユニット22から外側ハウジング20に軸方向に沿って形成された潤滑油供給用の連通孔24や、内側ハウジング18に形成された開口部86を通じて、内側ハウジング18内に配置されたノズルこま12まで耐圧チューブ10により接続されている。即ち、ノズルこま12は、転がり軸受16に微量の潤滑油を間欠的に直接噴射供給するノズルである。そして、耐圧チューブ10は、潤滑ユニット22の吐出する潤滑油をノズルこま12まで導く配管である。
The
外側ハウジング20は、内側ハウジング18の外周を包囲する外筒28、29と、外筒29の端面に固着された後蓋32とから構成されている。転がり軸受16は、2個づつ組となってスピンドル軸14の前側と後側とをそれぞれに分担して支承するように、軸方向に所定間隔をおいて配置されており、各転がり軸受16の外輪外径面は内側ハウジング18の内周面に緊密嵌合して固定され、最前部の転がり軸受16の外輪は外輪押さえ34に当接して回転不可に係止され、最後部の転がり軸受16の外輪は外輪押さえ36を介して外筒28にバネ38により軸方向に弾性付勢されつつ、回転不可に係止されている。また、各転がり軸受16の内輪内径面は、スピンドル軸14の外周面に嵌合により固定され、前側・後側のぞれぞれで、各転がり軸受16の間に、転がり軸受16を軸方向に固定するための間座40が設けられている。
The
また、図示のように、内側ハウジング18の外径に冷却溝42があり、この冷却溝には図示しない冷却ユニットからの冷却油が循環することで外側ハウジング20の冷却を行っている。即ち、この主軸装置100は外筒冷却方式による冷却機能を有する構成となっている。なお、本実施形態におけるスピンドル軸14は水平に支承されているが、例えばマシニングセンタに用いる場合では、垂直或いは傾斜して使用されることもある。
As shown in the figure, a cooling
次に、潤滑ユニット22を説明する。図4は、潤滑ユニット22の構成を示す図である。この図に示すように、潤滑ユニット22は、正特性の超磁歪素子からなる棒体46が、該棒体46の軸線方向一端部46aを予圧調整機構48を介してケース50に固定されている。この棒体46は、磁界が印加されると磁気歪現象(ジュール効果)によって軸線方向に伸長する。
Next, the
予圧調整機構48は、例えば回転により棒体46の軸線方向に突出し、棒体46の一端部46aを押圧可能にしたネジ機構を用いることができる。棒体46の軸線方向他端部46bには、棒体46を予圧調整機構48側に付勢して棒体46の軸方向に対する隙間(遊び)を生じさせずに圧力伝達する圧力伝達部材52が配設され、この圧力伝達部材52を介して棒体46がピストン54に接続されている。ピストン54は、シリンダ56の内部に摺動自在に配設され、シリンダ56とピストン54によりポンプ室を形成している。
As the
このシリンダ56にはポンプ室に潤滑油を供給するための吸入流路58が設けられ、吸入流路58の吸入口59までの流路の途中には、ポンプ室から潤滑油の流出を阻止する逆止バルブからなる吸入側チェック弁60が設けられている。また、シリンダ56にはポンプ室から吐出される潤滑油を排出するための排出流路62が設けられ、排出流路62の排出口63までの流路の途中には、ポンプ室への潤滑油の導入を阻止する逆止バルブからなる排出側チェック弁64が設けられている。
The
棒体46の外周には、同軸状にコイル66が設けられ、さらにコイル66の外側には、棒体46とで磁気回路を形成する磁性材料からなるヨーク68が設けられている。また、コイル66には、駆動回路70が電気的に接続されている。駆動回路70は、温度センサTSから測定した温度に対応した信号を受信して、それに応じて磁界発生のための電流を出力する。この電流がコイル66に印加されることにより、棒体46がコイル66から発生する磁界を受けて伸長することで、吸入流路58を通じて供給されたポンプ室内の潤滑油が、排出流路62を通じて排出口63から排出される。排出された潤滑油は耐圧チューブ10を通じてノズルこま12から吐出される。このときの1ショットあたりの吐出量は、0.5〜10mm3と微量であり、また、その吐出圧力は1MPa以上で、間欠的に吐出される。
A
本発明者らは、上記方法により作製された温度センサTSを、外輪16aの軌道面16eに取り付けた転がり軸受16を、図3に示す主軸装置に組み付けて、温度センサTSの温度測定結果に基づいて潤滑ユニット22の潤滑油量を調整して供給した場合(フィードバック制御有り)と、温度に関わらず潤滑ユニット22の潤滑油を間欠的に供給した場合(フィードバック制御無し)とで、転がり軸受16の温度変化をシミュレーションした。雰囲気温度25℃、20,000rpm、1時間回転させた状態における温度変化のシミュレーション結果を図5に示す。潤滑ユニット22の潤滑油を間欠的に供給した場合は、一定時間ごとにー定量の潤滑油が供給されるため、軸受温度が安定しにくいという問題がある。これに対し、温度センサTSにより温度情報をリアルタイムで測定し、その情報を基に潤滑油の供給タイミング・供給量をコントロールして潤滑ユニット22から供給した場合は、軸受温度が非常に安定していることがわかる。
The present inventors assembled the rolling
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、温度センサTSからの情報は、有線に限らず無線(ICタグ等)で駆動回路70に受け渡し、その情報を解析し潤滑ユニット22から適量の潤滑油が供給することもできる。
The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, information from the temperature sensor TS can be transferred to the
10 耐圧チューブ
14 スピンドル軸
16 軸受
16a 外輪
16b 内輪
16c 玉
16d 保持器
16e 軌道面
16f 軌道面
18 内側ハウジング
20 外側ハウジング
22 潤滑ユニット
24 連通孔
25 雰囲気温度
28 外筒
29 外筒
32 後蓋
38 バネ
40 間座
42 冷却溝
46 棒体
46a 軸線方向一端部
46b 軸線方向他端部
48 予圧調整機構
50 ケース
52 圧力伝達部材
54 ピストン
56 シリンダ
58 吸入流路
59 吸入口
60 吸入側チェック弁
62 排出流路
63 排出口
64 排出側チェック弁
66 コイル
68 ヨーク
70 駆動回路
86 開口部
TS 温度センサ
TSa 基板
TSb 抵抗パターン
10 pressure-
Claims (1)
前記転がり軸受の外輪外径面に、前記工作機械主軸の内側ハウジングの内周面が緊密嵌合して固定されており、前記内側ハウジングには冷却溝が形成され、前記冷却溝内を冷却油が循環しており、前記温度センサは前記外輪の軌道面以外の内径面に接着剤で取り付けられており、
前記潤滑ユニットは、前記温度センサが検出した温度に応じた量の潤滑油を前記転がり軸受に供給するようになっており、
前記温度センサは、絶縁膜付きのシリコン基板と、その上に形成された白金薄膜の抵抗パターンのみからなり、基板の表面に塗布したレジストに、マスクを用いて、線幅が狭い一本の線からなるジグザグ形状の微細パターンを露光現像し、更にスパッタリングにより白金被膜を微細パターン上に付着させた後に、残留レジストを除去することで形成されており、前記微細パターンは、一方向の長さの合計長が、前記一方向に直交する他方向の長さの合計長より長いことを特徴とする軸受装置。 A rolling bearing having an outer ring, an inner ring, and a rolling element disposed between the two rings, a temperature sensor for measuring the temperature inside the rolling bearing, and a lubrication unit, and for holding a spindle for a machine tool In the bearing device used for
The inner peripheral surface of the inner housing of the machine tool main shaft is closely fitted and fixed to the outer ring outer diameter surface of the rolling bearing, a cooling groove is formed in the inner housing, and cooling oil is formed in the cooling groove. Is circulating, and the temperature sensor is attached to the inner diameter surface other than the raceway surface of the outer ring with an adhesive,
The lubrication unit is adapted to supply an amount of lubricating oil corresponding to the temperature detected by the temperature sensor to the rolling bearing,
The temperature sensor consists only of a silicon substrate with an insulating film and a resistance pattern of a platinum thin film formed thereon, and a resist is applied to the surface of the substrate using a mask and a single line having a narrow line width. It is formed by exposing and developing a zigzag fine pattern comprising, and further depositing a platinum film on the fine pattern by sputtering and then removing the residual resist. The fine pattern has a length in one direction. total length of the bearing and wherein the longer than the total length of the other direction length perpendicular to the one direction.
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JP2010133550A (en) * | 2008-10-29 | 2010-06-17 | Nsk Ltd | Bearing for main spindle unit of machine tool, main spindle unit of machine tool, machine tool, and control method for main spindle unit of machine tool |
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DE102009037424A1 (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Bearing arrangement with lubricant sensor |
DE102010049552B4 (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-31 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Rolling bearing sensor, rolling bearing with a rolling bearing sensor and arrangement of a rolling bearing sensor |
CN102032277A (en) * | 2010-11-19 | 2011-04-27 | 上海师范大学 | Temperature-based automatic bearing lubrication method and related device |
CN102116408A (en) * | 2010-11-19 | 2011-07-06 | 上海师范大学 | Automatic lubricating method for bearings based on vibration and relevant electrical device control system |
US20120183247A1 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Remy Technologies, L.L.C. | Electric machine with integrated bearing temperature sensor |
US20120181882A1 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Remy Technologies, L.L.C. | Electric machine having an integrated rotor temperature sensor |
CN102267791A (en) * | 2011-06-14 | 2011-12-07 | 逸盛大化石化有限公司 | Sludge dehydration treatment method of PTA (pure terephthalic acid) device |
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DE102012200777A1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-07-25 | Aktiebolaget Skf | Bearing device for e.g. wind-power plant, has control unit controlling lubrication unit depending on deviation of detected value from reference value such that bearing operating characteristic reaches reference value during operation |
CN102853241B (en) * | 2012-05-31 | 2015-08-19 | 南京工业大学 | Online detection method for abrasion loss of slewing bearing and automatic lubricating grease filling method |
US10518508B2 (en) | 2012-07-27 | 2019-12-31 | Arkema France | Multilayer structures containing biopolymers |
DE102013100988A1 (en) | 2013-01-31 | 2014-07-31 | Baier & Köppel GmbH & Co. | Device for performing to state-dependant lubrication of sliding and/or rolling mating, has control units that are controlled by feeding units, such that lubricant and/or lubricant additive of sliding and/or rolling matings are supplied |
JP5291260B1 (en) * | 2013-02-01 | 2013-09-18 | 巴工業株式会社 | Horizontal centrifuge and control method of horizontal centrifuge |
JP6215569B2 (en) * | 2013-05-10 | 2017-10-18 | Ntn株式会社 | Rolling bearing device |
JP5541397B2 (en) * | 2013-07-01 | 2014-07-09 | 日本精工株式会社 | Spindle device for machine tool and machine tool |
US10260991B2 (en) * | 2015-02-19 | 2019-04-16 | Nsk Ltd. | Abnormality diagnosis system |
EP3290895A4 (en) * | 2015-04-30 | 2018-05-09 | NSK Ltd. | Abnormality diagnosis system |
JP6648432B2 (en) * | 2015-07-14 | 2020-02-14 | 株式会社ジェイテクト | Bearing device and lubrication unit |
JP6816456B2 (en) * | 2016-03-25 | 2021-01-20 | 株式会社ジェイテクト | Bearing equipment |
JP6414340B2 (en) * | 2016-04-28 | 2018-10-31 | 日本精工株式会社 | Lubricant deterioration detector |
JP6831162B2 (en) * | 2016-11-10 | 2021-02-17 | Ntn株式会社 | Bearing device cooling structure |
JP6828478B2 (en) * | 2017-02-06 | 2021-02-10 | 株式会社ジェイテクト | Bearing equipment |
JP2018158412A (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 株式会社東洋機械製作所 | Fine processor |
CN107504083A (en) * | 2017-10-24 | 2017-12-22 | 无锡民联汽车零部件有限公司 | The bearing of built-in temperature memorization COMS clip monitoring dynamic temperature change |
JP7362239B2 (en) * | 2018-02-13 | 2023-10-17 | Ntn株式会社 | Bearing devices and spindle devices |
US12006982B2 (en) | 2018-07-31 | 2024-06-11 | Tyco Fire & Security Gmbh | Active bearing temperature control |
DE102019200439A1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-16 | Aktiebolaget Skf | System and procedure |
CN109693144A (en) * | 2019-02-22 | 2019-04-30 | 江苏思维福特机械科技股份有限公司 | A kind of electric chief axis system and replenishing method that grease is fed automatically |
CN113825913A (en) * | 2019-04-16 | 2021-12-21 | 江森自控泰科知识产权控股有限责任合伙公司 | Fluid flow control for compressor lubrication system |
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TWI742970B (en) * | 2020-12-21 | 2021-10-11 | 財團法人工業技術研究院 | Lubricating oil volume adjustment system and lubricating oil volume adjustment method |
CN115045910B (en) * | 2022-05-24 | 2023-03-28 | 清华大学 | Self-detection and self-feedback intelligent joint bearing |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3146020C2 (en) * | 1981-11-20 | 1985-11-07 | Danfoss A/S, Nordborg | Temperature-dependent resistance, especially for resistance thermometers |
DE19540194C1 (en) * | 1995-10-30 | 1997-02-20 | Heraeus Sensor Gmbh | Resistance thermometer for accurately measuring temperatures between -200 and 500 deg. C |
JPH11166549A (en) | 1997-12-02 | 1999-06-22 | Nippei Toyama Corp | Lubricating oil quantity control device of bearing part |
JP2912896B1 (en) * | 1998-02-12 | 1999-06-28 | 光磊科技股▲分▼有限公司 | Method for manufacturing detection element of platinum resistance thermometer and detection element manufactured by the method |
US6357922B1 (en) | 2000-02-24 | 2002-03-19 | The Timken Company | Lubrication system for high speed antifriction bearings |
JP2003278773A (en) | 2002-03-05 | 2003-10-02 | Ntn Corp | Air/oil lubricating structure of rolling bearing and spindle device |
JP4296392B2 (en) * | 2003-04-14 | 2009-07-15 | 株式会社ジェイテクト | Bearing device |
DE102004034185B3 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-05 | Zitzmann, Heinrich, Dr. | Temperature sensor and method for its production |
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